页岩气产出水含有极高的盐度（TDS可达20-30万mg/L）和残余油类。膜蒸馏（MD）理论上能完全截留盐分，但产出水中的油和表面活性剂极易造成疏水膜的润湿和污染，这是MD在该领域应用的最大技术障碍。传统的疏水改性直接在光滑氧化铝表面进行，机械和化学稳定性差，粗糙度不够。聚多巴胺（PDA）的仿生粘附涂层，几乎可以在任何材料表面形成一层富含氨基、邻苯二酚等官能团的活性层。本研究巧妙地利用PDA层作为“双面胶”和“结构塑造层”。
首先在陶瓷膜表面沉积PDA纳米颗粒，制造出微纳复合粗糙结构。然后利用PDA上的官能团，化学接枝上低表面能的氟硅烷分子。最终形成了坚固的超疏水表面（水接触角>160°）。当浸没于水中时，这层粗糙的超疏水表面会捕获一层稳定的空气膜，使其对油滴展现出极低粘附的“水下超疏油”特性，油滴接触角超过155°，极易滚落且不粘附。在处理模拟和实际页岩气产出水的MD实验中，PDA修饰的超疏水陶瓷膜展现了极其优异的抗污染和抗润湿性能。
在长达72小时的连续MD运行中，膜的产水电导率始终维持在极低水平（<10μS/cm），盐截留率>99.9%，且膜通量仅衰减了15%。而未经修饰的疏水陶瓷膜在运行12小时后即被油污润湿，产水电导率急剧升高至失效。膜面污染分析显示，修饰膜表面仅有极少量的油滴附着，而对照膜表面被厚厚的油污层覆盖。该研究成功攻克了MD在处理高盐含油废水中的膜润湿难题，为MD技术在油气田产出水、工业含油废水等极端苛刻环境下的应用提供了高性能的膜材料。这种PDA辅助的超疏水改性策略简单、普适，具有良好的工业放大前景。
